¿Por qué las presas no han desarrollado la capacidad de dejar siempre atrás a sus depredadores?

Puedo entender por qué algunas presas no pueden escapar de una especie recientemente evolucionada. Sin embargo, dado que los guepardos han existido durante tanto tiempo, ¿por qué sus presas no han evolucionado para siempre dejarlos atrás, lo que lleva a los guepardos a la extinción? ¿Es porque el tamaño de la población de guepardos es mucho más pequeño que el tamaño de la población de la mayoría de sus especies de presa que sus especies de presa están bajo una selección natural muy débil para dejar atrás a los guepardos? ¿Es que aquellos que pueden correr más rápido tienen más otros rasgos biológicos costosos?

¿Qué impedirá que los depredadores evolucionen para atrapar siempre a sus presas?
Hay límites a la velocidad a la que puede ir un animal determinado. Las presas tampoco tienden a correr en línea recta, por lo que hay muchas formas de mejorar a través de la evolución... ¡no hay animales supersónicos, por ejemplo!
Para leer más, consulte la Hipótesis de la Reina Roja
Una pregunta alternativa (en broma): "¿Por qué no han desarrollado alas para simplemente volar?" He marcado esta pregunta como un duplicado de "Si un rasgo sería ventajoso para un organismo, ¿por qué no ha evolucionado todavía?"
¿Qué previene la sobrepoblación de depredadores? explica la dinámica entre presas y depredadores en ausencia de evolución . Eso te puede interesar.
Solo recuerda, no todas las presas están en su mejor forma física todo el tiempo. El hecho de que un guepardo atrapó a uno no significa que podría haberlo hecho . En otras palabras, tal vez todas las presas puedan correr más que un guepardo, pero no cuando: están enfermas, preñadas, juveniles, en medio de una caca, medio dormidas, gravemente deshidratadas, en un territorio desconocido, etc. Lo que quiero decir es que su suposición de que "atrapado y comido" = "no puede escapar de un guepardo" no es necesariamente precisa
De la misma manera, si la presa "evolucionara" para siempre dejar atrás a sus depredadores... los depredadores simplemente comenzarían a atacar a sus crías, que aún no pueden escapar de ellos. Lo que en realidad sucede todo el tiempo , por lo que los animales de presa "aprendieron" a proteger a sus crías (por ejemplo, pastoreo). Correr más rápido no lo ayuda a proteger a sus hijos, y los animales de presa que huyen mientras dejan que se coman a sus hijos no transmiten sus rasgos a las generaciones futuras .
No tienen que dejar atrás a sus depredadores, ¡solo tienen que dejar atrás a sus amigos!
@James Antes de leer tu comentario, iba a responder con "Por supuesto que han evolucionado, tenemos pájaros, ¿no?", en broma, por supuesto :)
Si las presas nunca fueran capturadas por sus depredadores, entonces no tendrían depredadores. La pregunta es esencialmente sin sentido si se toma literalmente (por ejemplo, " siempre ").
los depredadores eliminan la semana de la manada, lo que permite a los fuertes un mayor acceso a la comida y a los compañeros. si bien es desafortunado para el animal comido, es beneficioso para el éxito a largo plazo de la especie. y eso es todo lo que les importa a tus genes.
He decidido no votar para cerrar: gran parte del material está cubierto en el duplicado, pero esta pregunta también depende en gran medida de las carreras armamentistas coevolutivas que no están cubiertas en la otra pregunta.
"La evolución es un viaje, no un destino". En otras palabras, están trabajando en ello; darles tiempo. (Mientras tanto, esperan que los guepardos no desarrollen mochilas propulsoras. Aunque yo no, porque los guepardos con mochilas propulsoras son geniales).
No puedo creer que esta pregunta tenga 6 respuestas. La gente necesita pasatiempos
@aaaaaa O algunos depredadores ahuyentándolos de sus computadoras.
Lo principal que hay que entender es que no hay un juego final para la evolución. (y que no es una competencia) Es un proceso continuo de adaptación de las especies a las circunstancias cambiantes.
Tal vez el sistema de presa depredador sea una estrategia evolutiva estable. Hay un costo biológico para que la presa huya más rápido porque hacerlo quema más energía y no es seguro que se la coman si no lo hace. Si el tamaño de la población de depredadores es mayor, las presas evolucionan para huir más rápido porque necesitan menos riesgo de ser devoradas en cada persecución para sobrevivir y reproducirse y eso reduce el tamaño de la población de depredadores.
Creo que esto podría ser en realidad un problema sin resolver. Ninguna de las respuestas explica completamente por qué no siempre superan a sus depredadores. La respuesta de Ell no explica por qué el sistema de guepardos y gacelas parece ser estable sin que las gacelas evolucionen para ser aún más rápidas al huir. Seguramente algunas personas son tan inteligentes que realmente podrían encontrar la respuesta a esta pregunta.

Respuestas (3)

Hay (al menos) tres factores importantes a considerar aquí; la evolución bajo selección requiere variación genética sobre la cual actuar, la selección puede actuar sobre rasgos covariantes que causan compensaciones, y la adaptación también ocurre en el depredador. Mucho de esto se cubre en otras partes de este sitio (incluidos los efectos de los otros mecanismos de evolución), pero se hace poca referencia específica a la coevolución depredador-presa .

Adaptación y variación genética

Uno de los mecanismos de la evolución es la selección, y la adaptación ocurre cuando las especies evolucionan como respuesta a la selección. Para que ocurra una respuesta a la selección, debe haber una variación genética dentro del rasgo , de modo que los genes que porta un individuo afecten la aptitud del individuo. Por ejemplo, puede haber algunos genes que le den al portador una mejor estructura muscular para correr rápido, y esto aumenta la supervivencia que, a su vez, aumenta el rendimiento reproductivo. La importancia de la variación genética a menudo se pasa por alto, pero la ecuación de los criadores la destaca . La variación genética puede surgir por mutaciones nuevas o puede existir como una variación genética permanente.

Selección en rasgos covariantes

La selección es rara vez, o nunca, un proceso univariado. Eso significa que la aptitud no está determinada por una sola característica, por lo que la aptitud en una especie de presa puede estar determinada por la velocidad a la que puede correr, pero también por su tasa metabólica, resistencia, capacidad para adquirir nutrientes, la forma en que proporciona nutrientes para el crecimiento y reparación, etc. La covarianza genética entre rasgos (inducida por ligamiento o pleiotropía) puede afectar la respuesta a la selección, porque cualquier selección que actúe sobre un rasgo covariable puede afectar la adaptación que ocurre en el rasgo focal(fortalecer, debilitar, neutralizar o incluso invertir la dirección de la respuesta). Por lo tanto, si la velocidad de carrera covaría con otros rasgos, puede ser difícil que la selección aumente la velocidad de carrera. Piensa en los atletas, dudo que Usain Bolt pueda correr 10.000 metros tan rápido como Mo Farah y viceversa, porque hay un compromiso entre velocidad y resistencia.

Adaptación en otras especies

Si la selección hiciera que aumentara la velocidad en las especies de presa, eso fortalecería la selección para aumentar la velocidad en el depredador. Esto se denomina carrera armamentista evolutiva , donde la evolución adaptativa de dos especies interactúa provocando adaptación y contraadaptación. Por ejemplo, los genes que permiten correr más rápido podrían propagarse a través de una población de gacelas (presas) porque es más probable que los portadores dejen atrás al león ( o a las otras gacelas ), pero esto aumentará la selección de leones (depredadores) para aumentar la velocidad (o adoptar otras estrategias) que propagarán genes para hacer que los leones sean más rápidos (use otras estrategias); el resultado es la adaptación y la contraadaptación entre las poblaciones de gacelas y leones.

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Aquí hay una pequeña serie sobre Butch Brodie y sus estudios de carreras armamentísticas coevolutivas entre serpientes de liga y tritones tóxicos. Sería bueno leer sobre la Hipótesis de la Reina Roja , que describe cómo las especies, en interacción con otras especies, deben continuar evolucionando solo para evitar la extinción. También vale la pena señalar que las especies de presa a menudo tienen más de una especie de depredador (y las especies de depredadores a menudo tienen más de una presa); Las redes de interacción y coevolutivas son complejas. Lo que puede ser adaptativo en algunas interacciones también puede ser inadaptado para otras interacciones (ver especialista y generalista y selección en rasgos covariables ).

Buena respuesta, pero para facilitar la lectura, la reestructuraría y colocaría las partes de carrera armamentista/RQH en la parte superior, ya que esos problemas están más enfocados a esta pregunta en particular. La variación genética y la covariación/compensaciones son siempre un problema en la evolución, pero más general que la coevolución entre depredadores y presas.
Tal vez lo haría. Lo planteo de esta manera para presentar primero el concepto de adaptación como respuesta a la selección antes de hablar sobre cómo la adaptación posterior puede afectar la selección en otras especies. También puse el comentario al principio sobre la coevolución depredador-presa para resaltar su importancia desde el principio.
Suponiendo que los libros de animales que leí de niño no me mintieran, el halcón peregrino y la paloma podrían ser un ejemplo bastante perspicaz de una carrera armamentista, ya que (afirmaba el libro) las formas del cuerpo de las dos aves son similares porque la forma es bien adaptado a la alta velocidad, y el halcón peregrino es tan rápido debido a su constante necesidad de mantener una ventaja de velocidad sobre las palomas. (Ese factoide realmente capturó mi interés y se ha quedado conmigo, así que aquí estoy bastante seguro de que si es incorrecto, es culpa del libro y no de mi memoria. :P)
Al observar lo que es evolutivamente favorable, debe tener en cuenta que las relaciones depredador-presa rara vez son un simple binario. Por ejemplo, evolucionar la velocidad para superar al león no ayudará si te persigue un humano que seguirá persiguiéndote hasta que caigas exhausto.
La carrera armamentista serpiente / tritón fue lo primero que pensé cuando leí la pregunta.
No entiendo por qué parece que el sistema de guepardos y gacelas es estable y las gacelas no evolucionan para huir aún más rápido. ¿Conoces una respuesta más detallada de las diferentes razones por las que los depredadores se comen a una especie de presa con tanta frecuencia? Si es así, ¿puedes editar tu respuesta para explicarla?

Hay dos razones para esto: compensaciones evolutivas y coevolución (la "hipótesis de la Reina Roja", como se menciona en el comentario anterior de Luigi ).

El intercambio evolutivo describe situaciones en las que un rasgo no puede aumentar sin una disminución en uno o más otros. Algunos ejemplos hipotéticos:

  • piernas más largas pueden ayudar a correr más rápido, pero más allá de cierto punto, aumentará el riesgo de lesiones, disminuyendo la supervivencia;
  • un peso corporal más bajo puede aumentar la velocidad máxima, pero pasado cierto punto, disminuirá la tolerancia al hambre;
  • más músculo puede ayudar a la aceleración pero aumentará los requerimientos de energía.

Todos los cambios tienen costos y beneficios. En situaciones en las que el resultado de un evento es simplemente "éxito/fracaso", existe un incentivo evolutivo para evolucionar y ser lo suficientemente bueno . Una vez que eres lo suficientemente bueno, mejorar solo aumenta el costo (estoy simplificando un poco esto).

El cambio en un impulsor extrínseco cambiará el equilibrio de costo y beneficio, desplazando la presión evolutiva. Por ejemplo, cuando los depredadores están ausentes (poblaciones insulares), las aves a veces no pueden volar, porque uno de los beneficios del vuelo (escapar de los depredadores) ya no se aplica.

Lo interesante sucede cuando el "conductor extrínseco" es otro ser vivo que también es capaz de evolucionar. En este caso, de repente tienes una carrera armamentista evolutiva en la que cada lado está constantemente sujeto a una presión selectiva para ser un poco mejor que el otro, que es un objetivo en movimiento. Por lo tanto, se obtiene una situación de carrera armamentista (o la extinción de uno u otro bando). La hipótesis de la Reina Roja lleva el nombre de una cita de la Reina Roja en "Alicia a través del espejo" (Carroll, 1871):

Ahora, aquí, verás, se necesita toda la carrera que puedas hacer para mantenerte en el mismo lugar.

Usando el ejemplo de un león y una gacela: los leones corren lo suficientemente rápido como para atrapar y comerse a las gacelas más lentas. Las gacelas restantes son, en promedio, más rápidas, por las razones que sean. Algunas de esas razones serán hereditarias y la próxima generación de gacelas será más rápida. Los leones más lentos morirán de hambre, y algunas de las razones por las que los leones restantes serán más rápidos serán hereditarias, por lo que la próxima generación será un poco más rápida, y luego volverás a donde empezaste. Enjuague y repita.

La depredación obviamente opera en una escala de tiempo mucho más rápida que la selección, por lo que esto no siempre ocurre (poner un zorro en un gallinero no hará que los pollos evolucionen rápidamente).

Las "carreras armamentísticas" coevolutivas se pueden ver en las interacciones depredador-presa, el mimetismo y mucho más (incluida, por ejemplo, la evolución del sexo, pero eso está fuera de tema para esta respuesta).

Yo usaría el leopardo como ejemplo, que en realidad está de lleno en esta carrera armamentista.
¿Hasta qué punto, por ejemplo, un aumento del 5% en la velocidad de todas las gacelas en un área afectaría la depredación? Yo pensaría que, en muchos casos, el principal factor limitante de la velocidad de los animales atrapados por los leones es la velocidad del animal de presa más lento. Una vez que el león haya atrapado al animal más lento, los animales restantes estarán a salvo de ese león por un tiempo. A menos que una especie sea lo suficientemente rápida como para dejar atrás a otras especies de presas , es poco probable que sea lo suficientemente rápida como para que todos sus miembros dejen atrás a los depredadores.
@supercat: el viejo chiste, no necesito correr más rápido que el oso, solo necesito correr más rápido que tú.

Los depredadores siempre tienen que ser mucho mejores cazadores que las presas; después de todo, deben comer cada pocos días. Pero solo pueden ser tan buenos.

El equilibrio de la población depredador/presa tenderá a parecerse a una competencia en la que, si los depredadores son demasiado eficientes, matarán a la presa. Si eso sucede, comienzan a morir de hambre.

Si la presa supera a los depredadores (o al menos escapa todo el tiempo), los depredadores morirán de hambre. Luego se reproducen hasta que hay tantos que se comen toda la hierba/vegetación y luego mueren.

Si bien ambos han sucedido ciertamente en la historia natural, lo que es más estable para los depredadores y las presas es evolucionar en competencia entre sí, de modo que sus poblaciones parezcan un equilibrio estable. Si no, uno de ellos simplemente desaparecería. Luego, más tarde, a través de la migración, otro animal entraría para reemplazarlos.

El primer párrafo suena un poco mal y parece contradecir el llamado "principio de la cena de la vida".
¿Por qué las presas no han desarrollado la capacidad de dejar siempre atrás a sus depredadores?
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